張 桐

（山西省交通環(huán)境保護中心站（有限公司），山西 太原 030000）

森林作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，為人類的生產(chǎn)和生活提供了各種產(chǎn)品和服務；然而，環(huán)境的惡化以及人類長期對森林資源不合理的開發(fā)利用，導致森林面積急劇下降，尤其是天然林資源不斷縮減。因此，亟需對森林資源進行維持和保育。保護天然林、發(fā)展人工林，是當今林業(yè)提倡的一種發(fā)展模式。核桃（Juglans regia）是著名的木本糧油樹種，耐干旱瘠薄、抗病能力強，果實品質(zhì)優(yōu)良，經(jīng)濟效益可觀，是山西省重要的生態(tài)經(jīng)濟樹種。近幾年，隨著良種核桃的推廣和核桃深加工水平的提高，核桃栽培面積逐年增加。通過在高海拔地區(qū)栽植核桃苗后生長情況的連續(xù)觀測，為該地區(qū)水土保持樹種選擇提供科學依據(jù)。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)概況

馬道溝試驗區(qū)位于婁煩縣天池店鄉(xiāng)馬道溝村。試驗區(qū)所在的馬道溝是汾河一級支流天池河的一級支溝，地理范圍：流域面積7.29 km2，海拔1 250～1 579 m，流域長4.5 km，平均寬度1.6 km，地貌類型為黃土丘陵溝壑區(qū)。流域年平均氣溫7.6 ℃，無霜期150 d，多年平均蒸發(fā)量1 058.7 mm，降雨量為419.8 mm，其中6～9 月降雨量占全年降雨量的75%，屬于半干旱大陸性季風氣候。流域內(nèi)植被主要是小灌木和一年生草，農(nóng)作物有谷子、玉米、莜麥、土豆、大豆、葵花、胡麻等，土壤以褐土為主，此外還分布著一定面積的山地草甸土、山地棕土、褐土、草甸土。

1.2 研究方案

2014 年馬道溝流域中部一條小溝半陽坡的條田栽植核桃2.412 hm2，海拔范圍1 348～1 389 m，2015 年度開展?jié)菜?、平茬、核桃冬埋等工作?016年，將核桃試驗區(qū)分為從坡上向坡下分別編號A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O 15 個區(qū)域，對每個區(qū)域內(nèi)每株樹進行掛牌，在2016-2018 年連續(xù)三年分別使用卷尺和游標卡尺測定樹木生長季初期、中期、末期的樹高和地徑。

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用EXCEL 和SAS 9.0 進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結果分析

2.1 幼苗抽梢死亡情況統(tǒng)計

通過統(tǒng)計2016-2018 年各核桃樣地的抽梢死亡株數(shù)，結果表明，15 個樣地中，除樣地C、M 外，其他13 個樣地均出現(xiàn)了不同程度的抽梢和死亡情況。表1顯示，三年中抽梢25 株，死亡60 株。樣地A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O 抽梢的株數(shù)分別為0、1、0、0、0、3、4、13、0、1、0、2、0、0、0，死亡的株數(shù)分別為8、6、0、9、2、3、9、5、4、4、2、2、0、4、2，抽梢株數(shù)最多的樣地為H，死亡株數(shù)最多的為D、G，抽梢和死亡株數(shù)均出現(xiàn)在2018 年5 月9 日的觀測。

表1 核桃抽梢、死亡株數(shù)統(tǒng)計

由于各樣地觀測株數(shù)不一致，分別計算了各樣地的抽梢率和死亡率，樣地A 到O 的抽梢率分別為0、4.76、0、0、20、18.18、37.14、0、4.00、0、28.57、0、0、0；死亡率分別為100、28.57、0、37.50、25.00、20.00、40.91、14.29、57.14、16.00、8.70、28.57、0、17.39、6.67。從中可以看出，抽梢率最高的為樣地H（37.14），死亡率最高的為樣地A（100），所有樣地平均抽梢率8.87%，平均死亡率21.28%，綜合受損率達到了30.14%，表明有接近三分之一的核桃苗木受到了不同程度的損害。抽梢和死亡的株數(shù)大多出現(xiàn)在生長季初期觀測時，表明樹木抽梢和死亡的傷害過程主要發(fā)生在冬季。抽梢的原因可能有兩個方面：一是當?shù)卮杭靖珊瞪儆?，降雨主要集中在雨季，生長季結束時，苗木含水量高、木質(zhì)化程度較弱；二是春季樹木上部萌發(fā)，而土壤尚未解凍，根系無法從土壤中吸收水分，加之春季大風天氣，樹木生理干旱導致抽梢。總的來說，樹木的死亡也是主要由于嚴重的抽梢所導致。

樣地A 的核桃樹苗僅在2016 年5 月18 日觀測后，即全部死亡，因此下文分析時被排除。同時由于2018 年樹木抽梢、死亡情況嚴重，有效觀測記錄不足30 條，因此以下分析中僅使用了2016-2017 年的觀測數(shù)據(jù)。

2.2 平均樹高的變化

2016 年5 月18 日初次觀測時，樣地B 到O 的平均苗高（cm）分別為50.77、39.50、80.80、58.00、63.22、44.00、54.24、55.67、62.00、46.00、58.00、51.63、65.79、49.80，初次觀測總體平均苗高55.67±10.04 cm；經(jīng)過兩年的生長，到2017 年10 月31 日觀測時，各樣地的平均苗高分別為55.88、50.66、89.20、68.50、147.33、52.22、69.02、85.67、90.38、98.54、73.00、114.13、131.32、101.23，此時的總體平均苗高為87.65±28.09cm，從圖1 中可以看出首次觀測時不同樣地間平均苗高差異較小，末次觀測時不同樣地間平均苗高差異較大，且從坡頂樣地到坡底樣地呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢。方差分析表明，不同樣地間初次觀測的苗高差異并未達到顯著水平（P=0.114 9），各樣地2017 年底觀測苗高差異達到了極顯著水平（P<0.01）。

圖1 核桃平均苗高隨樣地的變化

2.3 平均苗高生長量的變化

為了減少由于觀測時間不一致的影響，利用生長季初期和生長季末期的觀測數(shù)據(jù)計算了2016-2017 年核桃苗高的生長量。從圖2 中可以看出，大多數(shù)樣地表現(xiàn)為2017 年的生長量大于2016 年，且從坡上部樣地B 到坡底的樣地N 的生長量基本呈逐漸增大的變化趨勢。方差分析表明（表2），不同樣地間的核桃苗高生長量差異顯著（P<0.05），但是不同年份間核桃苗高的生長量差異不顯著（P=0.09）。

圖2 各樣地核桃苗高年生長量的變化

表2 不同樣地核桃苗高年生長量的方差分析

Duncan 多重比較結果顯示（表3），樣地F 與N、M、K、O 差異不顯著，與I、J、L、H、C、E、D、G、B 間差異顯著；樣地N 與F、M、K、O、I、J、L、H、C 間差異不顯著，與E、D、G、B 間差異顯著；樣地M 與B 差異顯著，與其他樣地差異均不顯著；樣地K、O、I、J、L、H、C、E、D、G、B 兩兩間差異均不顯著。

表3 不同樣地核桃苗高年生長量的Duncan 比較

2.4 平均地徑的變化

2016 年5 月18 日初次觀測時，樣地B 到O 的平均地徑（mm）分別為14.03、11.68、14.73、17.60、13.86、13.65、13.26、11.68、13.95、13.97、13.28，初 次觀測總體平均地徑13.79±1.51 mm；經(jīng)過兩年的生長，到2017 年10 月31 日觀測時，各樣地的平均地徑 分 別 為 19.32、17.42、23.57、22.54、23.24、23.88、26.54、15.36、30.05、32.76、31.24，此時的總體平均地徑為24.18±5.35 mm，從圖3 中可以看出首次觀測時不同樣地間平均地徑差異較小，末次觀測時不同樣地間平均地徑差異較大，且從坡頂樣地到坡底樣地基本上呈現(xiàn)逐漸增大的變化趨勢。

圖3 核桃平均地徑隨樣地的變化

方差分析表明，不同樣地間初次觀測的地徑差異極顯著（P<0.01），Duncan 多重比較的結果（表4）顯示樣地G 與所有樣地間的差異均顯著（P<0.05）；樣地F 與G、L、C 間差異顯著，與其他樣地差異不顯著；樣地B、N、M、H、J、O、K、L、C 兩兩之間的差異均未達到顯著水平。

表4 不同樣地間初次觀測地徑的Duncan 多重比較

方差分析表明，不同樣地間2017 年底地徑差異達到了極顯著水平（P<0.01），Duncan 多重比較的結果（表5）顯示，經(jīng)過兩年的生長，核桃苗高的分化嚴重，不同樣地間差異顯著，14 個核桃樣地區(qū)分為4 個水平。樣地N 與O、M、K 差異不顯著，但是與其他樣地間的差異均顯著（P<0.05）；樣地O 與N、M、K 間的地徑差異不顯著，與樣地J、F、H、G、B、C、L 間的差異顯著；樣地M 與N、O、K 間差異不顯著，與樣地J、F、H、G、B、C、L 間的差異顯著；樣地K 與B、C、L 間差異顯著；樣地J 與N、O、M、B、C、L 間差異顯著；樣地F 與N、O、M、L 間差異顯著；樣地H 與N、O、M、L 間差異顯著；樣地G 與N、O、M、L 間差異顯著；樣地B與N、O、M、K 間差異顯著；樣地C 與N、O、M、K 間差異顯著；樣地L 與所有樣地差異均顯著。

表5 不同樣地間2017 年底觀測地徑的Duncan多重比較

2.5 平均地徑生長量的變化

為了減少由于觀測時間不一致的影響，利用生長季初期和生長季末期的觀測數(shù)據(jù)計算了2016-2017 年核桃苗高的生長量。從圖4 中可以看出，大多數(shù)樣地表現(xiàn)為2017 年的生長量大于2016 年，但是坡底樣地N、O 表現(xiàn)為2016 年大于2017 年，且從坡上部樣地B 到坡底的樣地N 的生長量基本呈逐漸增大的變化趨勢。方差分析表明，不同樣地間的核桃地徑生長量差異極顯著（P<0.01），但是不同年份間核桃地徑的生長量差異不顯著（P=0.25）。

圖4 各樣地核桃地徑年生長量的變化

表6 不同樣地核桃地徑年生長量的方差分析

3 結論與討論

3.1 結論

從以上分析可以看出，隨著時間的推移，樣地平均苗高、地徑的生長量均呈現(xiàn)快速增加的變化趨勢。但是不同樣地間苗高、地徑的生長量存在顯著差異（P<0.05），基本上表現(xiàn)出下坡（O、M、N、K）>中坡（J、H）>上坡（B、C），且抽梢、死亡率表現(xiàn)為上坡>中坡>下坡，主要是由土壤水分、光照、風速等因子的坡位變化所決定。由于微地形的影響，土壤水分表現(xiàn)為下坡>中坡>上坡，但光照時間則表現(xiàn)為上坡>中坡>下坡，在水分和光照因子的綜合作用下，苗木的生長量變現(xiàn)為下坡>中坡>上坡，也在一定程度上表明在該地區(qū)核桃苗生長的限制因子為土壤水分；而從上坡到下坡，核桃苗抽梢、死亡的受損率逐漸下降，主要是由于風速的坡面差異所引起的，坡上部沒有遮擋，冬春時節(jié)風速較大，而坡下部背風，冬春時節(jié)風速較小，因此從坡頂向下受損率逐漸減小。

3.2 討論

都婷[1]對山西省核桃主產(chǎn)區(qū)的調(diào)查研究表明，我省核桃樹大多種植于坡地，陰陽坡均有。在坡度過大和迎風的坡面上，往往生長不良，產(chǎn)量很低，甚至成為“小老樹”，坡位以中下部為最宜。羅小麗[2]在海拔1 300～1 700 m 的秦嶺山地和黃土丘陵區(qū)對不同覆蓋措施下核桃生長量的觀測表明，栽植后采用地膜覆蓋、雜草覆蓋、無覆蓋的處理下，當年和次年的平均高生長量（cm）分別為42.8、56.4，40.2、50.9，36.6、48.4，采取覆蓋措施能夠有效促進苗木的生長。高煥章[3]對湖北24 個核桃優(yōu)系2 a 生播種苗地徑和苗高進行調(diào)查與分析，結果表明：地徑平均生長量1.52～2.47 cm，優(yōu)系間無顯著差異；苗高平均生長量127.8～242.7 cm，優(yōu)系間呈極顯著差異。肖志強等[4]利用隴南山區(qū)通過對隴南山區(qū)2012-2015 年核桃全生育期的氣象和植物學特性的系統(tǒng)觀測資料對比分析，以此建立了隴南山區(qū)實際的核桃生態(tài)氣候適宜性區(qū)劃指標體系。高飛等[5]在陜西省山陽縣開展了不同施肥處理下4 年生核桃生長狀況的測定，不施肥和不同施肥的處理下，1 m 處樹干直徑生長量變化范圍為2.55～2.68 cm，新梢長度生長量為42.16～55.47 cm。本研究中核桃苗高的年平均生長量最大為42.06 cm（F 樣地），地徑年平均生長量最大的為0.94 cm（樣地N），與以上各地的研究相比，本地區(qū)核桃苗的生長量明顯偏小。本流域年均降水量419.8 mm，年平均氣溫7.6 ℃，在表46 中亦屬于不適宜栽植核桃的區(qū)劃。同時在本研究的觀測中核桃苗木的抽梢和死亡率達到了30%以上，綜上所述在現(xiàn)有的觀測結果下，同等的環(huán)境條件下不適宜栽植核桃。

4 問題和建議

核桃苗木抽梢死亡現(xiàn)象嚴重，且由于觀測時間較短，核桃尚未進入掛果期，需要進一步研究如何采取措施避免核桃苗木的抽梢，并對核桃的產(chǎn)量進行研究。